DE3045443C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten innerer Rotationsflächen von Werkstücken mit einem zylindrischen Hohlraum von hohem Schlankheitsgrad mit einer an einem Tragrohr exzentrisch und unbeweglich angebrachten Elektrode, wobei das Tragrohr um seine Längs achse drehbar und in bezug auf den Hohlraum des Werkstücks exzentrisch angeordnet ist, und der Umriß der Elektrode in der Einführungslage bei Axialansicht gleich oder kleiner ist als der Umriß des zylindrischen Hohlraums.The invention relates to a device for spark erosion Machining internal surfaces of rotation of workpieces with a cylindrical cavity of high slenderness with an eccentric and immobile on a support tube attached electrode, the support tube around its longitudinal axis rotatable and in relation to the cavity of the workpiece is eccentrically arranged, and the outline of the electrode in the insertion position with axial view the same or smaller is as the outline of the cylindrical cavity.
Eine derartige Vorrichtung zeigt die DE-OS 23 58 220. Es handelt sich dabei um die Herstellung eines Kraftstoff einlagerungsraumes für Kraftstoffeinspritzventile. Dabei wird eine drehbare Elektrode verwendet, die der Querschnitts form des Kraftstoffeinlagerungsraums entspricht. Die Elek trode ist exzentrisch in dem zylindrischen Hohlraum des Werkstücks angebracht. Da es an einer Führungsmuffe fehlt, ist die Bearbeitung von Hohlräumen mit einem hohen Schlank heitsgrad sehr schwierig.DE-OS 23 58 220 shows such a device. It is the production of a fuel storage space for fuel injection valves. Here a rotatable electrode is used, the cross-section corresponds to the shape of the fuel storage space. The elec trode is eccentric in the cylindrical cavity of the Workpiece attached. Since there is no guide sleeve, is the machining of cavities with a high slimness degree of difficulty very difficult.
Die beiden US-PS 31 94 938 und 29 02 584 betreffen ebenfalls derartige Vorrichtungen ohne Führungsmuffen. Hinsichtlich der dabei vorhandenen Nachteile gilt dasselbe wie vorstehend angeführt.The two US-PS 31 94 938 and 29 02 584 also concern such devices without guide sleeves. Regarding the disadvantages present are the same as above cited.
Die US-PS 41 04 503 zeigt eine Vorrichtung zum funken erosiven Bearbeiten innerer Rotationsflächen, bei der eine oszillierende Elektrode verwendet wird. Die Elektrode ist dabei an der Spitze des Tragrohres drehbar angeordnet. Die Vorrichtung ist verhältnismäßig kompliziert.The US-PS 41 04 503 shows a device for sparking erosive machining of internal surfaces of revolution, at an oscillating electrode is used. The electrode is rotatably arranged at the top of the support tube. The device is relatively complicated.
Das Bearbeiten innerer Rotationsflächen in zylindrischen Hohlräumen von Werkstücken z. B. in zylindrischen durch laufenden Öffnungen bietet aber große Schwierigkeiten, wenn es sich um Öffnungen von hohem Schlankheitsgrad handelt, insbesondere falls die absolute Größe des Durchmessers des zylindrischen Hohlraums bzw. der Öffnung wenige Millime ter beträgt, wie dies z. B. bei Einspritzdüsen von Diesel motoren u. dgl. der Fall ist. Dabei muß vor allem vermieden werden, daß die bearbeitete Fläche nicht genau und daß der Durchmesser und die Form der bearbeiteten Fläche wesent lich von der Bearbeitungszeit abhängig ist. Häufig ist es unmöglich, eine Gleichachsigkeit zu erzielen.Machining internal surfaces of revolution in cylindrical Cavities of workpieces z. B. in cylindrical through running openings is very difficult if the openings are of high slenderness, especially if the absolute size of the diameter of the cylindrical cavity or the opening a few millimes ter is how this z. B. with diesel injectors engines and The like. is the case. Above all, it must be avoided be that the machined area is not accurate and that the diameter and shape of the machined surface are essential Lich depends on the processing time. Is common it is impossible to achieve coaxiality.
Bei der Bearbeitung kommt es häufig in der Nähe der bearbei teten Flächen zu einer Störung des sogenannten Führungs durchmessers, das ist der Durchmesser der zylindrischen Fläche, in welcher die erwünschte Rotationsfläche gebildet wird, und es ist unmöglich, am Übergang des Führungsdurch messers zur bearbeiteten Fläche eine scharfe Kante zu erzielen. When processing, it often comes close to the processing areas to disrupt the so-called leadership diameter, that is the diameter of the cylindrical Area in which the desired rotation area is formed becomes, and it is impossible at the transition of the leadership a sharp edge to the machined surface achieve.
Sehr ungünstig wirkt sich weiter aus, daß Reste des Elektroly ten aus tiefen Öffnungen schwer zu entfernen sind, was bei den nachfolgenden Operationen weitere Schwierigkeiten bereitet. Ein ungünstiger Umstand aller Bearbeitungsverfahren ist weiterhin, daß sie großen Arbeitsaufwand erfordern.The fact that residues of the electrolyte what are difficult to remove from deep openings further difficulties in subsequent operations prepares. An unfavorable circumstance of all processing methods is that they require a lot of work.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaft liches und sehr genaues Bearbeiten zylindrischer, konischer - aber auch anderer - Rotationsflächen in einem Werkstück mit einem zylindrischen Hohlraum oder einer durchgehenden Öffnung von hohem Schlankheitsgrad zu ermöglichen, deren Durchmesser größer ist als der sogenannte Führungsdurch messer, auch bei Größen des Führungsdurchmessers von etwa 1 mm. The invention is based, an economy and very precise machining of cylindrical, conical - but also other - rotating surfaces in a workpiece with a cylindrical cavity or a continuous one To allow opening of high slenderness, whose Diameter is larger than the so-called guide passage knife, even with sizes of the guide diameter of about 1 mm.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dienen die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.To solve the task, the im Claim 1 characterized features.
In den Unteransprüchen sind zweckmäßige weitere Ausführungsformen gekennzeichnet.In the subclaims there are more useful ones Embodiments marked.
Die erfindungsgemäße Einrichtung hat weite Anwendungs möglichkeiten, insbesondere an Bestandteilen mit kleinem Führungsdurchmesser, wie dies bei modernen Einspritz geräten von Dieselmotoren, bei hydraulischen Miniatur bestandteilen und dergleichen der Fall ist.The device according to the invention has wide application possibilities, especially of components with small Guide diameter, like this with modern injection devices of diesel engines, in hydraulic miniature constituents and the like is the case.
Sie ermöglicht das Erzielen einer größeren Genauig keit als 1 Mikron, was die Gleichachsigkeit, Kreisförmig keit und Rauhigkeit der bearbeiteten Fläche betrifft.It allows you to achieve a greater accuracy ness than 1 micron, which is coaxial, circular speed and roughness of the machined surface.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vor richtung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigtEmbodiments of the invention direction are shown in the drawings. It shows
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt der Elektrode; Fig. 1 is an axial longitudinal section of the electrode;
Fig. 2 eine Draufsicht der gesamten Anordnung; Fig. 2 is a plan view of the entire arrangement;
Fig. 3 und 4 ein Werkstück in axialem Längsschnitt, wo beim Bearbeiten zwei aufeinanderfolgende erfindungs gemäße Verfahren verwendet wurden. FIGS. 3 and 4, a workpiece in axial longitudinal section, where successive fiction, modern methods have been used when editing two.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 ist an einem Ständer 1 eine Querplatte 2 angeordnet, an welcher - zum Erzeugen des Arbeitsantriebes - ein Elektromotor 3 befestigt ist, die von einem Riemen 6, vorteilhaft einem Gummiriemen, umschlungen ist. . In the arrangement of Figures 1 and 2 is a cross-plate 2 disposed on a stand 1, on which - for generating the work drive - an electric motor 3 is fixed, which is of a belt 6, preferably a rubber belt, looped.
Ferner ist am Ständer ein Elektromotor 7 mit einem Getriebe 8 für einen Rotations-Mikrovorschub befestigt.Furthermore, an electric motor 7 with a gear 8 for a rotary micro-feed is attached to the stand.
Das zu bearbeitende Werkstück 9 ist mittels seines zylindrischen Hohlraumes 90 mit dem Führungsdurchmesser D 1 auf einer zylindrischen Führungsmuffe 10 aufgesetzt, die auf einem an der Querplatte 2 gesicherten Halter 11 befestigt ist.The workpiece 9 to be machined is placed by means of its cylindrical cavity 90 with the guide diameter D 1 on a cylindrical guide sleeve 10 which is fastened on a holder 11 secured to the cross plate 2 .
Zum Erzeugen der benötigten Rotationsbewegung des Werkstückes 9 ist dieses von dem erwähnten Riemen 6 um schlungen.To generate the required rotational movement of the workpiece 9 , this is looped around by the belt 6 mentioned.
In der zylindrischen Führungsmuffe 10 ist in einem Isolationskörper 12 frei drehbar ein Tragrohr 13 gelagert, an dessen Ende eine Elektrode 14 exzentrisch befestigt ist, die gegenüber der zylindrischen Führungs muffe 10 elektrisch isoliert ist. Das Tragrohr 13 ist in der zylindrischen Führungsmuffe 10 exzentrisch ange ordnet. In the cylindrical guide sleeve 10, a supporting tube 13 is in an insulation body 12 freely rotatably supported at the end of an electrode 14 is fixed eccentrically, the sleeve relative to the cylindrical guide 10 is electrically isolated. The support tube 13 is eccentrically arranged in the cylindrical guide sleeve 10 .
Die Größe der Elektrode 14 wird vorteilhaft so gewählt, daß bei ihrem Verdrehen in die Einführungslage, das ist in eine Lage, wo sie zusammen mit der zylindrischen Führungsmuffe 10 in den zylindrischen Hohlraum 90 des zu bearbeitenden Werkstückes 9 eingeführt wird, der äußere Umriß der Elektrode 14 bei Axialansicht etwa gleich groß wie der Umriß der zylindrischen Führungs muffe 10 ist.The size of the electrode 14 is advantageously chosen so that when it is rotated into the insertion position, that is to say in a position where it is inserted together with the cylindrical guide sleeve 10 into the cylindrical cavity 90 of the workpiece 9 to be machined, the outer contour of the electrode 14 in axial view approximately the same size as the outline of the cylindrical guide sleeve 10 .
Der Innenraum des Tragrohres 13 ist mit dem Raum, wo sich die Elektrode 14 befindet, in Verbindung.The interior of the support tube 13 is in communication with the space where the electrode 14 is located.
Die Oberfläche der Elektrode wird vorher derart bearbeitet, daß in einer gewissen exzentrischen Lage gegenüber der Führungsmuffe 10 - zum Beispiel in der maximalen Lage - deren äußerer Umriß der zukünftigen Rotationsfläche entspricht, die an der bestimmten Stelle im zylindrischen Hohlraum 90 ausgeführt werden soll.The surface of the electrode is previously machined in such a way that, in a certain eccentric position with respect to the guide sleeve 10 - for example in the maximum position - its outer contour corresponds to the future surface of revolution that is to be carried out at the specific point in the cylindrical cavity 90 .
Bei Ausführungen, die für ein Bearbeiten innerer Rotationsflächen im zylindrischen Hohlraum 90 bestimmt sind, ist in der Isolationsauskleidung 12 noch ein Kanal 15 ausgeführt, der gleichfalls in den Raum mündet, wo sich die Elektrode 14 befindet, und durch ein Rohr 150 mit einer Bohrung 151 im Halter 11 gebildet wird.In the case of designs which are intended for machining inner surfaces of revolution in the cylindrical cavity 90 , a channel 15 is also embodied in the insulation lining 12 , which also opens into the space where the electrode 14 is located and through a tube 150 with a bore 151 is formed in the holder 11 .
Das Tragrohr 13 und der Kanal 15 sind an eine be kannte, nicht dargestellte Spülanordnung angeschlossen, die für die Zuleitung einer geeigneten Flüssigkeit in den Raum dient, in welchem sich die Elektrode 14 befin det, und für die Ableitung dieser Flüssigkeit aus diesem Raum zusammen mit Produkten, die beim Erodieren entstehen.The support tube 13 and the channel 15 are connected to a known rinsing arrangement, not shown, which serves for the supply of a suitable liquid into the room in which the electrode 14 is located, and for the discharge of this liquid from this room together with Products that are created by eroding.
Bei Einrichtungen, die für ein Bearbeiten innerer Rotationsflächen in einer zylindrischen durchlaufenden Öffnung dient, genügt eine Ausführung ohne den Kanal 15, denn die Flüssigkeit wird zusammen mit den beim Erodieren entstandenen Produkten direkt durch die durchführende Öffnung im bearbeiteten Werkstück 9 abge führt.For devices that are used for machining inner surfaces of revolution in a cylindrical continuous opening, an embodiment without the channel 15 is sufficient, because the liquid, together with the products formed during eroding, leads directly through the through opening in the machined workpiece 9 .
Die Einrichtung besitzt ferner einen Impulsgenerator 16, dessen negativer Pol mittels eines Leiters 161 an das Tragrohr 13 und somit auch an die Elektrode 14 angeschlossen ist, und dessen positiver Pol mittels des Leiters 162 und eines elastischen Kontaktes 163 mit dem bearbeiteten Werkstück 9 verbunden ist. The device also has a pulse generator 16 , the negative pole of which is connected to the support tube 13 and thus also the electrode 14 by means of a conductor 161 , and the positive pole of which is connected to the machined workpiece 9 by means of the conductor 162 and an elastic contact 163 .
Der Impulsgenerator 16 wird durch ein ein stellbares Steuergerät 17 gesteuert, an welches ein Regler 18 des Elektromotors 7 geschaltet ist. Der Regler 18 ermöglicht im Verlauf des funkenerosiven Bearbeitens die Steuerung des Elektromotors 7 in Abhängigkeit von der Spannung zwischen der Elektrode 14 und der bearbei teten Rotationsfläche.The pulse generator 16 is controlled by an adjustable control device 17 , to which a controller 18 of the electric motor 7 is connected. The controller 18 enables the control of the electric motor 7 as a function of the voltage between the electrode 14 and the machined surface of rotation in the course of the electrical discharge machining.
Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermaßen:The arrangement described works as follows:
Das zum Bearbeiten bestimmte Werkstück 9 wird auf die zylindrische Führungsmuffe 10 nach entsprechendem Verdrehen der Elektrode 14 aufgesetzt.The workpiece 9 intended for machining is placed on the cylindrical guide sleeve 10 after the electrode 14 has been rotated accordingly.
Dann wird das Werkstück 9 von dem Riemen 6 um schlungen und mittels des Steuergerätes 17 wird der Elektromotor 3 angelassen, wodurch das Werkstück 9 in eine Rotationsbewegung mit etwa 600 bis 100 U/min ver setzt wird, die Quelle 16 der Brennimpulse wird ange lassen, die erwähnte, nicht dargestellte Spülanordnung und der Elektromotor 7 werden in Betrieb gesetzt, der mittels des Getriebes 8 die Elektrode 14 durch Rotations mikrovorschub verstellt, die dann nach dem Prinzip des funkenerosiven Impulsbearbeitens die betreffende Fläche zu bearbeiten beginnt. Dieses Bearbeiten geht so lange vor sich, bis die erwünschte Form der bearbeiteten Fläche erzielt ist, worauf sie zum Stillstand kommt. Die Elektrode 14 wird in ihre Ausgangslage verdreht, der Riemen 6 wird abgenommen und das bearbeitete Werk stück 9 wird von der Führungsmuffe 10 abgenommen, worauf auf diese ein weiteres Werkstück 9 aufgesetzt wird und der beschriebene Vorgang sich wiederholt.Then the workpiece 9 is looped around by the belt 6 and by means of the control device 17 the electric motor 3 is started, whereby the workpiece 9 is set into a rotational movement with approximately 600 to 100 rpm, the source 16 of the burning pulses is left on, the mentioned rinsing arrangement, not shown, and the electric motor 7 are put into operation, which uses the gear 8 to adjust the electrode 14 by means of rotary micro-feed, which then begins to work on the surface in question according to the principle of spark erosion machining. This machining continues until the desired shape of the machined surface is achieved, after which it comes to a standstill. The electrode 14 is rotated into its initial position, the belt 6 is removed and the machined workpiece 9 is removed from the guide sleeve 10 , whereupon a further workpiece 9 is placed thereon and the process described is repeated.
Die Impulsparameter können gemäß der gewünschten Rauheit der bearbeiteten Fläche durch das Steuergerät 17 und den Zähler 80 mit dem Mikroschalter eingestellt werden.The pulse parameters can be set according to the desired roughness of the machined surface by the control device 17 and the counter 80 with the microswitch.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 und 4 ist der Vor gang so, daß mittels einer entsprechend geformten Elektrode 14′ - zum Beispiel einer zylindrischen Elektrode - vorerst auf die früher beschriebene Weise eine innere zylindrische, in Fig. 3 dargestellte, Ausnehmung bear beitet wird.Is in the embodiment of Figures 3 and 4 of the pre gear so that by means of a correspondingly shaped electrode 14 '-., For example, a cylindrical electrode - initially an inner cylindrical, 3 shown in the manner described earlier in Fig, recess beitet bear. .
Danach wird gemäß Fig. 4 in diese so gebildete innere zylindrische Ausnehmung die konische Elektrode 14 eingesetzt, in die dargestellte Lage verdreht und durch axialen Mikrovorschub der Elektrode 14 unter gleichzeitiger Rotation im Werkstück 9 fortlaufend die gewünschte konische Fläche erodiert.Thereafter, according to Fig. 4 is inserted, the conical electrode 14 in this inner cylindrical thus formed recess, rotated into the position shown and eroded by axial micro feed of the electrode 14 with simultaneous rotation of the workpiece 9 continuously the desired conical surface.
Es ist auch ein Vorgang möglich, wo das Werkstück 9 beim Bearbeiten rotiert und die Elektrode lediglich einen Mikrovorschub ausführt.A process is also possible where the workpiece 9 rotates during machining and the electrode only carries out a micro-feed.
Wenn der maximale Durchmesser der bearbeiteten Rotationsfläche mit D 2 bezeichnet ist, kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verhältnis D 2/D 1 unge fähr im Bereich 5 : 3 erzielt werden, wobei D 1 den Führungsdurchmesser des Werkstücks 9 darstellt.If the maximum diameter of the machined rotary surface is designated D 2 , a ratio D 2 / D 1 of approximately 5: 3 can be achieved with the device according to the invention, D 1 representing the guide diameter of the workpiece 9 .
Claims (3)
- - daß das Tragrohr (13) der Elektrode (14, 14′) in einem Isolationskörper (12) gelagert ist, der von einer Führungsmuffe (10) umgeben ist,
- - daß der Außendurchmesser (D 1) der Führungsmuffe (10) dem Innendurchmesser des zylindrischen Hohlraums ( 90) entspricht, und
- - daß zum Bearbeiten eine Relativdrehung des Werkstückes (9) um die Mittelachse des Hohlraums (90) erfolgt.
- - That the support tube ( 13 ) of the electrode ( 14, 14 ' ) is mounted in an insulation body ( 12 ) which is surrounded by a guide sleeve ( 10 ),
- - That the outer diameter (D 1 ) of the guide sleeve ( 10 ) corresponds to the inner diameter of the cylindrical cavity ( 90 ), and
- - That for machining a relative rotation of the workpiece ( 9 ) about the central axis of the cavity ( 90 ).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |